En Natur Positive Wee zu enger nohalteger Energie Zukunft plangen

Déi nächst UN Klimawandel Konferenz (COP27), déi am November an Ägypten ofgehale gëtt, konzentréiert sech op d'Weeër déi néideg sinn fir global Klimaziler z'erreechen. Eng séier Dekarboniséierung vun de Wirtschaft ass zentral fir d'Klima ze stabiliséieren, inklusiv d'Erreeche vun Netto-Null-Kraaftsystemer bis 2050. Awer mat der Welt déi och mat enger Natur-/Biodiversitéitskris konfrontéiert ass an eng Rei vun Entwécklungsziler beméieen, mussen dës Weeër an hiren Impakt op der Communautéiten an Ökosystemer; d'Stabiliséierung vum Klima soll ustriewen fir konsequent mat der Erhale vun de Liewensënnerstëtzungssystemer vun der Äerd ze sinn.

Verschidde vun de Projektioune fir wat néideg ass fir Kraaftsystemer z'erreechen, konsequent mam 1.5° C Klimaziel Fonktioun eng Verdueblung vun global hydropower Muecht, wéi déi vun der International Energy Agency (IEA) an International Agence fir erneierbar Energien (IRENA). Wärend dat eng méi kleng proportional Erhéijung ass wéi aner erneierbar Energien wéi Wand a Solar PV, déi virgesinn sinn méi wéi zwanzegfach eropzegoen, eng Verdueblung vun der globaler Waasserkraaftkapazitéit duerstellt trotzdem eng dramatesch Expansioun vu grousser Infrastruktur, déi d'Flëss vun der Welt beaflosst - an déi verschiddenst Virdeeler déi se fir Gesellschaften a Wirtschaft aus Séisswaasserfëscherei ubidden, déi Honnerte vu Millioune fir Iwwerschwemmungsmitigatioun a stabil Deltas fidderen.

Nëmmen een Drëttel vun de gréisste Flëss vun der Welt bleift fräi fléissend - an eng Verdueblung vun der globaler Waasserkraaftkapazitéit géif zu der Verdammung vun ongeféier d'Halschent vun deenen féieren, wärend manner wéi 2% vun der néideger erneierbarer Generatioun am Joer 2050.

Bal all nei Energieprojeten, dorënner Wand a Solar, wäerten e puer negativ Auswierkungen verursaachen, awer Verloschter vun engem groussen Ökosystemtyp - grouss, fräi fléissend Flëss - op där Skala wäert grouss Ofsaz fir Mënsch an Natur hunn op globalem Niveau. Als solch verdéngt d'Waasserkraaft Expansioun besonnesch virsiichteg Planung an Entscheedung. Hei ënnersicht ech e puer grouss Themen, déi relevant sinn fir d'Waasserkraaft ze bewäerten, dorënner Themen déi dacks falsch verstanen sinn.

Kleng Waasserkraaft gëtt dacks als nohalteg oder niddereg Impakt ugeholl, mee dat ass dacks net de Fall. Kleng Waasserkraaft ass net konsequent definéiert (zB e puer Länner klassifizéieren 'kleng Waasserkraaft' als eppes bis zu 50 MW) awer gëtt dacks als Projeten ënner 10 MW kategoriséiert. Well Projete vun där Gréisst dacks ugeholl gi fir kleng Auswierkungen op d'Ëmwelt ze hunn, kréien kleng Waasserkraaftprojeten dacks Incentives oder Subventiounen an/oder profitéiere vun enger limitéierter Ëmweltiwwerpréiwung. Wéi och ëmmer, d'Verbreedung vu klenge Waasserkraaftdämme kann bedeitend kumulativ Auswierkunge verursaachen. Ausserdeem kann och e klenge Projet op enger besonnesch schlechter Plaz iwwerraschend grouss negativ Auswierkunge verursaachen.

Run-of-Floss Waasserkraaft gëtt och dacks als limitéiert negativ Auswierkungen presentéiert, mä e puer vun de Staudämm mat den héchsten Impakt op Flëss sinn Laf-vun-Floss Staudämm. Run-of-Floss Staudämme späicheren net Waasser fir laang Zäit; d'Quantitéit u Waasser, déi an de Projet fléisst, ass d'selwecht wéi de Betrag deen aus dem Projet fléisst - op d'mannst all Dag. Wéi och ëmmer, Run-of-Floss-Projete kënnen bannent engem Dag späicheren wa se fir "Hydropeaking" funktionnéieren, Waasser de ganzen Dag späicheren an et während e puer Stonnen vun der Spëtzefro befreien. Dëse Modus vun Operatioun kann grouss negativ Auswierkungen op downstream Floss Ökosystemer Ursaach. Well Run-of-Floss Staudamm keng grouss Späicherbehälter hunn, verursaache se net e puer vun de groussen Auswierkunge fir Leit a Flëss, déi mat grousse Späicherbehälter verbonne sinn, dorënner grouss-Skala Verdrängung vu Gemeinschaften a Stéierungen an saisonal Mustere vum Flossfloss. Awer dës Differenzen féieren ze dacks zu méi iwwergräifend Generalisatiounen datt Run-of-Floss Projeten keen Impakt op Flëss hunn - oder souguer datt d'Floss Waasserkraaft keng Damm brauch. Iwwerdeems e puer Laf-vun-Floss Projeten net eng Damm iwwer de ganze Kanal enthalen, verlaangen vill grouss Laf-vun-Floss Projeten engem Damm datt e Floss Kanal Fragmenter (gesinn Foto ënnert). Dës onpassend Generaliséierung gëtt besonnesch problematesch wann Verdeedeger vun engem Projet op säi Run-of-Floss Status als kuerz Hand weisen fir ze argumentéieren datt et minimal Auswierkungen wäert hunn. Dës "hatzeg Generaliséierung" gouf vun de Verteideger vum Xayaboury Dam um Mekong River benotzt, wat grouss Auswierkungen op béid Fëschmigratioun an d'Fange vu Sediment, déi vum Downstream Delta gebraucht gëtt.

Wärend Ëmweltbewäertunge vu Waasserkraaftdämme sech dacks op lokal Bedéngungen konzentréieren, negativ Auswierkunge kënnen tatsächlech souguer Honnerte vu Kilometer vun engem Damm ewech manifestéieren. Wann Waasserkraaftdämme d'Bewegung vu Migratiounsfësch blockéieren, kënne se negativ Auswierkungen op Ökosystemer iwwer e ganze Flossbasseng verursaachen, souwuel upstream wéi downstream vum Damm. A well Migratiounsfësch dacks zu de wichtegste Bäiträg zu Séisswaasserfëscherei sinn, iwwersetzt dëst zu negativen Impakt op d'Leit, och e puer déi Honnerte vu Kilometer vun enger Dammplaz liewen. Waasserkraaftdämme waren e primäre Bäitrag zu dramatesch global Verloschter vun Migratioun Fësch, déi hunn zanter 76 ëm 1970% erofgaang, mat héichprofiléierte Beispiller wéi d'Columbia a Mekong Flëss. En zweeten Impakt op laang Distanz ass Sediment. E Floss ass méi wéi e Floss vu Waasser, et ass och e Floss vu Sediment, wéi Silt a Sand. Flëss deposéieren dëse Sediment wann se an den Ozean erakommen, an en Delta kreéieren. Deltas kënnen extrem produktiv sinn - fir béid Landwirtschaft a Fëscherei - a méi wéi 500 Millioune Leit liewen elo op Deltas ronderëm d'Welt, dorënner déi vum Nil, Ganges, Mekong a Yangtze. Wéi och ëmmer, wann e Floss an e Reservoir erakënnt, verlangsamt de Stroum erheblech, a vill vum Sediment fällt eraus a gëtt hannert dem Damm "gefaangen". Reservoiren erfaassen elo ongeféier ee Véierel vum weltwäite jährleche Flux vu Sediment -Silt a Sand, déi soss hëllefe géifen Deltas am Gesiicht vun der Erosioun a Mieresspigel erhéijen. E puer Schlësseldeltaen, wéi den Nil, hunn elo méi wéi 90% vun hirer Sedimentversuergung verluer a sinn elo ënnerzegoen a schrumpfen. Also, Waasserkraaftdämme kënnen grouss Auswierkungen op Schlësselressourcen iwwer grouss Flossbassenger hunn, inklusiv weltwäit wichteg Liewensmëttelversuergung, mä, ze oft, Ëmwelt review vun hydropower Projeten axéiert virun allem op lokal Impakt.

Fëschpassage ronderëm Staudamm huet selten déi negativ Auswierkunge vun Staudämmen op Migratiounsfësch reduzéiert. Fëschpassage, sou wéi Fëschleiter oder souguer Lifter, ass eng gemeinsam Reduktiounsfuerderung fir Staudamm. Fëschpassage gouf ursprénglech op Flëss entwéckelt, déi mächteg Schwammen a sprangende Fëschaarten haten, wéi zum Beispill Saumon, awer Passagestrukture ginn elo zu Staudämmen op groussen tropesche Flëss bäigefüügt - wéi de Mekong oder Nieweflëss zum Amazonas - obwuel et ganz limitéiert Donnéeën ass. oder Beispiller vu wéi Fësch Passage an dëse Flëss Wierker. A 2012 Iwwerpréiwung vun all Peer-iwwerpréift Studien op Fësch Passage Leeschtung fonnt dass Fësch Passage vill besser fir Saumon geschafft wéi fir aner Zorte vu Fësch; am Duerchschnëtt, Strukturen hunn eng 62% Succès Taux fir Saumon schwammen upstream. Dës Zuel kann héich schéngen, mä déi meescht Fësch muss MÉI Staudämm an enger Zeil navigéieren; och mat der relativ héich Succès Taux vun 62% op all Damm, manner wéi e Véierel Saumon géif erfollegräich dräi Damm laanscht. Fir Net-Lachs war den Erfollegsquote 21% - och mat nëmmen zwee Staudämme wäerten nëmme 4% vun de migréierende Fësch erfollegräich sinn (kuckt hei ënnen). Weider erfuerderen déi meescht Fësch och Downstream Migratioun, op d'mannst fir Larven oder Juvenil Fësch, an de Downstream Passage Taux ass dacks nach méi niddereg.

Waasserkraaft ass net méi déi bëllegst erneierbar Generatiounstechnologie. An de leschte Joerzéngte sinn d'Käschte vum Wand ëm ongeféier een Drëttel erofgaang an d'Käschte vun der Sonn sinn ëm 90% erofgaang - an dës Reduktioune vun de Käschte schéngen méiglecherweis weider ze goen. Mëttlerweil, d'Duerchschnëttskäschte vun der Waasserkraaft sinn an de leschte Jorzéngt e bësse eropgaang, sou datt Onshore Wand elo déi niddregsten Duerchschnëttskäschte ënner erneierbaren Energien ginn. Och wa seng duerchschnëttlech Käschte nach ëmmer liicht méi héich sinn wéi d'Waasserkraaft, sinn d'Solarprojeten elo konsequent de Rekord fir niddregsten Energieprojet setzen.

Waasserkraaft huet déi héchst Frequenz vu Verspéidungen a Käschte-Iwwerschlag tëscht groussen Infrastrukturprojeten. Eng Etude vun EY huet festgestallt, datt 80 Prozent vun Waasserkraaftprojeten Käschteiwwerschëss mat engem Duerchschnëttsiwwerschlag vu 60 Prozent erlieft hunn. Béid vun dëse Proportiounen waren déi héchst ënner den Aarte vu groussen Infrastrukturprojeten an hirer Studie, dorënner fossille an Atomkraaftwierker, Waasserprojeten an Offshore Wandprojeten. D'Etude huet och festgestallt datt 60 Prozent vun Waasserkraaftprojeten Verspéidunge mat enger duerchschnëttlecher Verzögerung vu bal dräi Joer erlieft hunn, iwwerschratt nëmme vu Kuelprojeten déi liicht méi laang duerchschnëttlech Verspéidungen haten.

Waasserkraaft kann eng fest Energieproduktioun oder Lagerung ubidden fir variabel erneierbar Energien wéi Wand a Solar z'ënnerstëtzen ...

Wand a Solar sinn schonn déi féierend Form vun neier Generatioun déi all Joer bäigefüügt gëtt a Prognosen virstellen Low-Kuelestoff Gitter wou Wand a Solar déi dominant Forme vun der Generatioun sinn. Mee stabil Gitter brauche méi wéi Wand a Sonn, si brauchen och eng Kombinatioun vu fester Generatioun a Lagerung déi d'Gitter während Perioden ausbalancéiert - vu Minutte bis Wochen - wann d'Disponibilitéit vun dëse Ressourcen erofgeet. A ville Gitter ass Waasserkraaft zu den Technologien déi fest Energie ubidden. Eng Aart vu Waasserkraaft - Pompellager Waasserkraaft (PSH) - ass momentan déi dominant Form vun Utility-Skala Lagerung op Gitter (ongeféier 95%). An engem PSH Projet gëtt Waasser biergof gepompelt wann d'Kraaft vill ass an an engem ieweschte Reservoir gespäichert gëtt. Wann Kraaft gebraucht gëtt, fléisst d'Waasser zréck an den ënneschte Reservoir, a generéiert Stroum fir d'Netz.

... awer dës Servicer kënnen dacks geliwwert ginn ouni weidere Verloscht vu fräi fléissende Flëss. Fuerschung fokusséiert op Optiounen fir d'Netzausdehnung huet gewisen datt Länner dacks zukünfteg Nofro fir Elektrizitéit mat Kuelestoffoptiounen entspriechen, déi nei Staudämm op fräi fléissend Flëss vermeiden, entweder duerch méi grouss Investitiounen a Wand a Solar fir Waasserkraaft ze ersetzen mat groussen negativen Impakt oder duerch virsiichteg Sitzung vun neie Waasserkraaft dat vermeit Damm Entwécklung op grousse fräi fléissende Flëss oder a geschützte Beräicher. Weider kënnen déi zwee Reservoiren vun engem Pompellagerprojet op Plazen ewech vu Flëss gebaut ginn an d'Waasser tëscht hinnen zréck an zréck fueren. Fuerscher vun der Australian National University kartéiert 530,000 Plazen ronderëm d'Welt mat der entspriechender Topographie fir Off-Channel gepompelt Lagerung z'ënnerstëtzen, mat nëmmen enger klenger Fraktioun déi néideg ass fir genuch Späichere fir erneierbar dominéiert Gitter ronderëm d'Welt ze bidden. Bestehend Reservoir oder aner Funktiounen wéi z opginn Biergbau Gruef kann och an pompelen Stockage Projeten benotzt ginn.

Net all global Szenarie konsequent mat Klimaziler enthalen eng Verdueblung vun der Waasserkraaft. Och wa verschidde prominent Organisatiounen (zB IEA an IRENA) déi modelléiere wéi zukünfteg Kraaftsystemer konsequent mat Klimaziler kënne sinn, enthalen eng Verdueblung vun der globaler Waasserkraaftkapazitéit, net all esou Szenarie maachen. Zum Beispill, wärend d'IEA an d'IRENA Modeller mindestens 1200 GW vun neier Waasserkraaftkapazitéit bis 2050 enthalen, ënner de Szenarie benotzt vum Intergouvernmental Panel on Climate Change (IPCC) déi konsequent mam 1.5 sinn.° C-Zil, ongeféier ee Véierel vun hinnen enthalen manner wéi 500 GW vun neier Waasserkraaft. Ähnlech, de One Earth Klimamodell, och konsequent mat der 1.5° C Zil, enthält nëmmen ongeféier 300 GW vun neier Waasserkraaft bis 2050.

Waasserkraaftproduktioun kann ouni nei Staudamm ausgebaut ginn Kraaftsystemer kënne Waasserkraaftproduktioun addéieren ouni nei Waasserkraaftdämme op zwou primär Weeër ze addéieren: (1) Retrofitting vun existente Waasserkraaftprojete mat modernen Turbinen an aner Ausrüstung; an (2) dobäi Turbinen zu Net-ugedriwwen Staudämm. A Etude vum US Department of Energy fonnt datt, mat de richtege finanziellen Ureiz op der Plaz, dës zwou Approche 11 GW Waasserkraaft un d'US Waasserkraaftflotte kéinten addéieren, eng Erhéijung vun 14% vun der haut Kapazitéit. Wann ähnlech Potenzial an anere Länner ronderëm d'Welt verfügbar wier, representéiert dat méi wéi d'Halschent vun der zousätzlecher globaler Waasserkraaftkapazitéit abegraff an der One Earth Klimamodell bis 2050. Weider, "floating Solar" Projeten op de Reservoiren hannert Waasserkraaftdämme bäizefügen, déi just 10% vun hirer Uewerfläch iwwerdecken, kéint addéieren 4,000 GW nei Kapazitéit, kapabel ongeféier duebel sou vill Kraaft ze generéieren wéi haut aus all Waasserkraaft generéiert gëtt.

Waasserkraaft ass vulnérabel fir de Klimawandel, betount de Wäert vun diversifizéierte Gitter. Ech war Lead Autor op enger Etude déi fonnt hunn, datt bis 2050 61 Prozent vun allen globalen Waasserkraaftdämm a Basengen mat ganz héijen oder extremen Risiko fir Dréchenten, Iwwerschwemmungen oder béid sinn. Bis 2050 wäerten 1 vu 5 existéierende Waasserkraaftdämmen an héich Iwwerschwemmungsgebidder sinn wéinst dem Klimawandel, erop vun 1 op 25 haut. A studéieren Natur Klimawandel virausgesot datt bis zu dräi Véierel vun Waasserkraaftprojeten weltwäit reduzéiert Generatioun wäert hunn duerch klimatesch ugedriwwe Verréckelungen an der Hydrologie vun der Mëtt vun dësem Joerhonnert. Länner, déi héich ofhängeg vun der Waasserkraaft sinn, si vulnerabel fir Dréchenten an a ville Regiounen wäert dëse Risiko eropgoen. Zum Beispill liwwert Waasserkraaft bal all Stroum fir Zambia an eng 2016 Dréchent a Südafrika huet d'Zambia national Stroumproduktioun ëm 40 erofgaang%, déi immens wirtschaftlech Stéierungen a Verloschter verursaacht. Dës Schwachstelle betount de Wäert vun diversifizéierte Generatiounsquellen bannent Gitter.

Waasserkraaft ass net ëmmer kontrovers, gemeinsame Grond kann fonnt ginn. Wärend Conservatiounsorganisatiounen an den Waasserkraaftsektor dacks eng kontrovers Relatioun haten, kann ee gemeinsame Grond fannen. Zum Beispill, an den USA hunn Vertrieder vum Waasserkraaftsektor, dorënner d'National Hydropower Association (NHA), a verschidde Conservatiounsorganisatiounen en "Ongewéinlech Dialog fir Waasserkraaft" (voll Offenbarung: Ech hunn meng Organisatioun, World Wildlife Fund-US, an dësem Dialog vertrueden). D'Participanten am Uncommon Dialogue ware sech eens datt d'Waasserkraaft eng Schlësselroll an enger nohalteger Energie Zukunft huet an datt de Schutz an d'Restauratioun vu Flëss an den USA eng Prioritéit sollt sinn. D'Uncommon Dialogue Participanten hunn Gesetzgebung ënnerstëtzt konsequent mat där gemeinsamer Visioun an dem Infrastructure Bill, dat d'lescht Joer a Gesetz ënnerschriwwe gouf, enthält US $ 2.3 Milliarde fir d'Erhéijung vun der Waasserkraaftkapazitéit ouni nei Staudämmen ze addéieren (duerch Retrofits a Kraaft net ugedriwwe Staudammen) a fir d'Entfernung vun alternd Staudämme fir Flëss ze restauréieren an d'ëffentlech Sécherheet ze verbesseren.